高中物理課件原子的核式結構模型

1、第第十十八八章章第第2節(jié)節(jié)新知預新知預習習巧設計巧設計名師課名師課堂堂一點通一點通創(chuàng)新演創(chuàng)新演練練大沖關大沖關 隨堂檢測隨堂檢測歸納小結歸納小結 課下作業(yè)課下作業(yè)綜合提升綜合提升 要點一要點一要點二要點二1了解了解粒子散射實驗的實驗器材、粒子散射實驗的實驗器材、 實驗原理和實驗現(xiàn)象。實驗原理和實驗現(xiàn)象。2知道盧瑟福的原子核式結構的主要知道盧瑟福的原子核式結構的主要 內容。內容。3知道原子和原子核大小的數(shù)量級，知道原子和原子核大小的數(shù)量級， 原子和原子核的組成及帶電情況。原子和原子核的組成及帶電情況。 1湯姆孫的原子模型湯姆孫的原子模型 湯姆孫于湯姆孫于1898年提出一種模型。他認為，原子是一個

2、年提出一種模型。他認為，原子是一個 體體， 彌漫性地均勻分布在整個球體內，彌漫性地均勻分布在整個球體內， 鑲嵌鑲嵌其中，圖其中，圖1821中的小圓點代表中的小圓點代表 ，大圓點代表，大圓點代表 。有人形象地把湯姆孫模型稱為。有人形象地把湯姆孫模型稱為“ 模型模型”或或“ 模模型型”。該模型能解釋一些實驗現(xiàn)象，后來，被。該模型能解釋一些實驗現(xiàn)象，后來，被 否定了。否定了。球球正電荷正電荷電子電子正電荷正電荷電子電子西瓜西瓜棗糕棗糕粒子散射實驗粒子散射實驗圖圖1821 關鍵一點關鍵一點這種模型認為原子內正、負電荷相等，這種模型認為原子內正、負電荷相等，可以解釋原子的電中性問題。它也可以粗略解釋原子

3、的可以解釋原子的電中性問題。它也可以粗略解釋原子的發(fā)光問題。發(fā)光問題。 2原子的核式結構模型原子的核式結構模型 (1)粒子散射實驗：粒子散射實驗： 粒子：是從放射性物質中發(fā)射出來的快速運動的粒子：是從放射性物質中發(fā)射出來的快速運動的粒子，帶粒子，帶 ，質量為氫原子質量的，質量為氫原子質量的 倍。倍。 實驗裝置如圖實驗裝置如圖1822所示所示(俯視俯視)，整個裝置放在，整個裝置放在真空中，其中：真空中，其中：圖圖1822兩個單位的正電荷兩個單位的正電荷4 R：放射源：放射源釋放釋放 粒子。粒子。 F：厚度極小的：厚度極小的 。 M：帶有熒光屏：帶有熒光屏S的的 ，能夠圍繞金箔，能夠圍繞金箔F在在

4、 內轉動，觀察不同方向上的內轉動，觀察不同方向上的粒子的散射情況。粒子的散射情況。 實驗結果：實驗結果： 粒子穿過金箔后，基本上仍沿粒子穿過金箔后，基本上仍沿原來的方向前進，但有原來的方向前進，但有 粒子粒子(約占八千分之一約占八千分之一)發(fā)生了發(fā)生了大角度偏轉，偏轉的角度甚至大角度偏轉，偏轉的角度甚至 90，也就是說它們幾乎，也就是說它們幾乎被被“ ”。 實驗意義：盧瑟福通過實驗意義：盧瑟福通過粒子散射實驗，否定了湯姆粒子散射實驗，否定了湯姆孫的原子模型，建立了原子的孫的原子模型，建立了原子的 模型。模型。金箔金箔放大鏡放大鏡水平面水平面絕大多數(shù)絕大多數(shù)少數(shù)少數(shù)大于大于撞了回來撞了回來核式結

5、構核式結構 (2)原子的核式結構模型：原子的核式結構模型： 核式結構模型：核式結構模型：1911年由盧瑟福提出，在原子中心年由盧瑟福提出，在原子中心有一個很小的核，叫有一個很小的核，叫 。它集中了全部的。它集中了全部的 和幾和幾乎全部的乎全部的 ， 在核外空間運動。在核外空間運動。 原子核的電荷與尺度：原子核的電荷與尺度： ()原子內的電荷關系：各種元素的原子核的電荷數(shù)與原子內的電荷關系：各種元素的原子核的電荷數(shù)與含有的含有的 相等，非常接近于它們的相等，非常接近于它們的 。原子核原子核正電荷正電荷質量質量電子電子電子數(shù)電子數(shù)原子序數(shù)原子序數(shù) ()原子核的組成：原子核是由原子核的組成：原子核是

6、由 和和 組成的，原組成的，原子核的電荷數(shù)就等于原子核中的子核的電荷數(shù)就等于原子核中的 數(shù)。數(shù)。 ()原子核的大?。簩嶒灤_定的原子核半徑原子核的大?。簩嶒灤_定的原子核半徑R的數(shù)量級為的數(shù)量級為 m，而原子的半徑的數(shù)量級是，而原子的半徑的數(shù)量級是 m。原子內部是十。原子內部是十分分“空曠空曠”的。的。 關鍵一點關鍵一點粒子散射實驗中用金箔是因為金的原子序粒子散射實驗中用金箔是因為金的原子序數(shù)大。數(shù)大。粒子與金原子核間的相互斥力大，偏轉明顯，并且金粒子與金原子核間的相互斥力大，偏轉明顯，并且金的延展性好，更容易做成極薄的金箔，的延展性好，更容易做成極薄的金箔，粒子更容易穿過。粒子更容易穿過。 質子

7、質子中子中子質子質子10 15 1010 1以下說法中符合湯姆孫原子模型的是以下說法中符合湯姆孫原子模型的是 ()A原子中的正電部分均勻分布在原子中原子中的正電部分均勻分布在原子中B原子中的正電部分集中在很小的體積內原子中的正電部分集中在很小的體積內C電子在原子內可以自由運動電子在原子內可以自由運動D電子在原子內不能做任何運動電子在原子內不能做任何運動解析：解析：原子的核式結構是盧瑟福提出的，不是湯姆孫。原子的核式結構是盧瑟福提出的，不是湯姆孫。在湯姆孫模型中，電子雖然鑲嵌在原子中，但并不是完在湯姆孫模型中，電子雖然鑲嵌在原子中，但并不是完全固定的，它可以振動，故只有選項全固定的，它可以振動，

8、故只有選項A正確。正確。答案：答案：A2關于關于粒子散射實驗的裝置，下列說法正確的是粒子散射實驗的裝置，下列說法正確的是()A全部設備都放在真空中全部設備都放在真空中B熒光屏和顯微鏡能圍繞金箔在一個圓周上轉動熒光屏和顯微鏡能圍繞金箔在一個圓周上轉動C若將金箔改為銀箔，就不能發(fā)生散射現(xiàn)象若將金箔改為銀箔，就不能發(fā)生散射現(xiàn)象D金箔的厚度不會影響實驗結果金箔的厚度不會影響實驗結果解析：解析：實驗必須在真空中進行，故實驗必須在真空中進行，故A對；熒光屏和顯微對；熒光屏和顯微鏡應該能圍繞金箔在一個圓周上轉動，鏡應該能圍繞金箔在一個圓周上轉動，B正確；金箔改正確；金箔改為銀箔能發(fā)生散射現(xiàn)象，但不明顯，為銀

9、箔能發(fā)生散射現(xiàn)象，但不明顯，C錯誤；錯誤；粒子穿粒子穿透能力弱，金箔要很薄，故透能力弱，金箔要很薄，故D錯。錯。答案：答案：AB3粒子散射實驗中發(fā)現(xiàn)粒子散射實驗中發(fā)現(xiàn)粒子粒子 ()A全部穿過或發(fā)生很小的偏轉全部穿過或發(fā)生很小的偏轉B全部發(fā)生很大的偏轉全部發(fā)生很大的偏轉C絕大多數(shù)穿過不發(fā)生偏轉，只有少數(shù)發(fā)生很大偏轉，絕大多數(shù)穿過不發(fā)生偏轉，只有少數(shù)發(fā)生很大偏轉， 甚至極少數(shù)被彈回甚至極少數(shù)被彈回D絕大多數(shù)發(fā)生偏轉，甚至被彈回絕大多數(shù)發(fā)生偏轉，甚至被彈回解析：解析：由由散射實驗結論可知，絕大多數(shù)散射實驗結論可知，絕大多數(shù)粒子不發(fā)生偏粒子不發(fā)生偏轉，只有少數(shù)轉，只有少數(shù)粒子發(fā)生大角度偏轉，甚至極少數(shù)

10、被彈回，粒子發(fā)生大角度偏轉，甚至極少數(shù)被彈回，由此可知由此可知C正確。正確。答案：答案：C4盧瑟福通過對盧瑟福通過對粒子散射實驗結果的分析，提出粒子散射實驗結果的分析，提出()A原子核式結構模型原子核式結構模型B原子核內有中子存在原子核內有中子存在C電子是原子的組成部分電子是原子的組成部分D原子核是由質子和中子組成的原子核是由質子和中子組成的解析：解析：盧瑟福通過對盧瑟福通過對粒子散射實驗現(xiàn)象的分析提出原粒子散射實驗現(xiàn)象的分析提出原子的核式結構模型，并非說明電子是原子的組成部分，子的核式結構模型，并非說明電子是原子的組成部分，也沒有證明原子核的組成，故正確選項為也沒有證明原子核的組成，故正確選

11、項為A。答案：答案：A5盧瑟福的原子核式結構模型：在原子的中心有一個很盧瑟福的原子核式結構模型：在原子的中心有一個很 小的核，叫做小的核，叫做_，原子的全部，原子的全部_與幾乎與幾乎全部全部_都集中在原子核里，帶負電的電子在核都集中在原子核里，帶負電的電子在核外的空間繞核旋轉。外的空間繞核旋轉。答案：答案：原子核正電荷質量原子核正電荷質量6網(wǎng)球運動越來越受到大眾特別是青年人的喜愛，網(wǎng)球網(wǎng)球運動越來越受到大眾特別是青年人的喜愛，網(wǎng)球 的直徑在的直徑在6.356.67 cm之間，若原子核有網(wǎng)球那么大，之間，若原子核有網(wǎng)球那么大，按照比例，整個原子有多么大？按照比例，整個原子有多么大？解析：解析：原

12、子核大小的數(shù)量級是原子核大小的數(shù)量級是1015 m，而原子的數(shù)量，而原子的數(shù)量級是級是1010 m，兩者相差，兩者相差105倍。根據(jù)比例原子的大小應倍。根據(jù)比例原子的大小應為為(6.356.67) cm105(6 3506 670) m，這說明原子，這說明原子中的原子核十分小，原子內部絕大部分是中的原子核十分小，原子內部絕大部分是“空曠空曠”的。的。答案：答案：6 3506 670 m 1粒子的散射實驗對湯姆孫原子模型的否定粒子的散射實驗對湯姆孫原子模型的否定 (1)粒子在穿過原子之間時，所受周圍的正、負電荷粒子在穿過原子之間時，所受周圍的正、負電荷作用的庫侖力是平衡的，作用的庫侖力是平衡的，

13、粒子不會發(fā)生偏轉。粒子不會發(fā)生偏轉。 (2)粒子正對著電子射來，質量遠小于粒子正對著電子射來，質量遠小于粒子的電子粒子的電子不可能使不可能使粒子發(fā)生明顯偏轉，更不可能使它反彈。粒子發(fā)生明顯偏轉，更不可能使它反彈。 (3)粒子散射實驗表明原子絕大部分是空的，除非原粒子散射實驗表明原子絕大部分是空的，除非原子的幾乎全部質量和所有正電荷都集中在原子中心的一個子的幾乎全部質量和所有正電荷都集中在原子中心的一個很小的核上，否則，很小的核上，否則，粒子大角度散射是不可能的。粒子大角度散射是不可能的。 2原子的核式結構模型對原子的核式結構模型對粒子散射實驗結果的解釋粒子散射實驗結果的解釋 (1)當當粒子穿過

14、原子時，如果離核較遠，受到原子核的粒子穿過原子時，如果離核較遠，受到原子核的斥力很小，斥力很小，粒子就像穿過粒子就像穿過“一片空地一片空地”一樣，無遮無擋，運一樣，無遮無擋，運動方向改變很小，因為原子核很小，所以絕大多數(shù)動方向改變很小，因為原子核很小，所以絕大多數(shù)粒子不粒子不發(fā)生偏轉。發(fā)生偏轉。 (2)只有當只有當粒了十分接近原子核穿過時，才受到很大的粒了十分接近原子核穿過時，才受到很大的庫侖力作用，偏轉角才很大，而這種機會很少。庫侖力作用，偏轉角才很大，而這種機會很少。 (3)如果如果粒子正對著原子核射來，偏轉角幾乎達到粒子正對著原子核射來，偏轉角幾乎達到180，這種機會極少，如圖，這種機會

15、極少，如圖1823所示。所示。 圖圖1823 名師點睛名師點睛 (1)選用選用粒子作為散射實驗的粒子作為散射實驗的“炮彈炮彈”是因為放射性是因為放射性物質放出的物質放出的粒子具有足夠的能量，可以接近原子的中心，粒子具有足夠的能量，可以接近原子的中心，并且可以使顯微鏡前的熒光屏發(fā)光，便于觀察。并且可以使顯微鏡前的熒光屏發(fā)光，便于觀察。 (2)盧瑟福根據(jù)盧瑟福根據(jù)粒子散射實驗估算出了原子核半徑的粒子散射實驗估算出了原子核半徑的數(shù)量級為數(shù)量級為1015 m。 1關于關于粒子散射實驗，下述正確的是粒子散射實驗，下述正確的是 () A粒子發(fā)生大角度散射的主要原因是原子中有正電荷粒子發(fā)生大角度散射的主要原

16、因是原子中有正電荷 B粒子發(fā)生大角度散射的主要原因是原子中原子核的粒子發(fā)生大角度散射的主要原因是原子中原子核的作用作用 C只有少數(shù)只有少數(shù)粒子發(fā)生大角度散射的原因是原子的全部粒子發(fā)生大角度散射的原因是原子的全部正電荷和幾乎全部質量集中在一個很小的核上正電荷和幾乎全部質量集中在一個很小的核上 D相同條件下，換用原子序數(shù)越小的物質做實驗，沿同相同條件下，換用原子序數(shù)越小的物質做實驗，沿同一偏轉角散射的一偏轉角散射的粒子越少粒子越少 思路點撥思路點撥用原子的核式結構模型來解釋用原子的核式結構模型來解釋粒子發(fā)生大粒子發(fā)生大角度散射的原因。角度散射的原因。 解析解析原子顯電中性，而電子帶負電，所以原子核

17、中一定原子顯電中性，而電子帶負電，所以原子核中一定存在帶正電的物質，但是湯姆孫的原子模型就不能解釋存在帶正電的物質，但是湯姆孫的原子模型就不能解釋粒子的粒子的散射現(xiàn)象，所以散射現(xiàn)象，所以粒子大角度散射的主要原因不能直接說是原子粒子大角度散射的主要原因不能直接說是原子中正電荷的作用，而是正電荷集中在原子核的原因，所以中正電荷的作用，而是正電荷集中在原子核的原因，所以A選項選項錯誤，而錯誤，而B選項正確；只有少數(shù)選項正確；只有少數(shù)粒子發(fā)生大角度散射的結果證粒子發(fā)生大角度散射的結果證明原子中存在一個集中所有正電荷和幾乎所有質量的很小的原子明原子中存在一個集中所有正電荷和幾乎所有質量的很小的原子核，核

18、，C選項正確；使選項正確；使粒子發(fā)生大角度散射的原因是受到原子核粒子發(fā)生大角度散射的原因是受到原子核的庫侖斥力，所以為使散射實驗現(xiàn)象更明顯，應采用原子序數(shù)大的庫侖斥力，所以為使散射實驗現(xiàn)象更明顯，應采用原子序數(shù)大的金箔，若改用原子序數(shù)小的物質做實驗，的金箔，若改用原子序數(shù)小的物質做實驗，粒子受到原子核的粒子受到原子核的庫侖斥力小，發(fā)生大角度散射的庫侖斥力小，發(fā)生大角度散射的粒子少，所以選項粒子少，所以選項D正確。正確。 答案答案BCD 有關有關粒子散射的題目解法：粒子散射的題目解法： (1)熟記裝置及原理：熟記裝置及原理： 粒子散射實驗是一個非常重要的實驗，因此對實驗粒子散射實驗是一個非常重要的實驗，因此對實驗器材、現(xiàn)象、現(xiàn)象分析、結論都必須弄明白，才能順利器材、現(xiàn)象、現(xiàn)象分析、結論都必須弄明白，才能順利解答有關問題。解答有關問題。 (2)理解建立核式結構模型的要點：理解建立核式結構模型的要點： 核外電子不會使核外電子不會使粒子的速度發(fā)生明顯改變。粒子的速度發(fā)生明顯改變。 湯姆孫模型不能解釋湯姆孫模型不能解釋粒子的大角度散射。粒子的大角度散射。 少數(shù)少數(shù)粒子發(fā)生了大角度偏轉，甚至反彈回來，表明粒子發(fā)生了大角度偏轉，甚至反彈回來，表明這些這些粒子在原子中的某個地方受到了質量、電量均比它本身粒子在原子中的某個地方受到了質量、電量均比它本身大得多的物體的作用。大得多的物體的作用